海德汉TNC 620控制绕线机? 这样的特殊应用您一定要看!

国际金属加工网 2019年11月05日

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您听说过改造旋转变压器绕线机吗?用TNC620控制旋转变压器绕线机?如下将彻底改观您对控制系统的刻板印象!

LTN Servotechnik自改造旋转变压器的绕线机后,就开始用TNC 620控制绕线机。该铣削数控系统的应用创意实在令人难以置信。

LTN Servotechnik公司位于德国慕尼黑附近的奥特分,该公司的旋转变压器绕线机已不停地工作了长达20多年。长时间的工作不可避免地留下磨痕,年复一年的生产必然发生机械磨损,老旧的DOS控制系统已无法进行编程。怎么办?彻底改造。首台绕线机改造三个月后就可表现出许多积极的变化。

初看LTN的旋转变压器生产过程,似乎这家公司更像是纺织企业,而非高科技的电子公司。绕线机成排地排列,喂丝装置特别引人瞩目,其线圈在绕线机的顶部运动。由多股线绕成的线圈位于各绕线机的工作区内。每台绕线机通常有8个平行的绕线位。

股线不是麻线,而是高纯度的铜丝。最细的铜丝直径仅50 µm,标准线径为70 µm。也就是说铜丝的粗细与发丝一样,极易断线。铜丝不是简单地绕成线圈,而是在定子绕组铁心上进行复杂的绕线操作。毕竟,工作时需要为线圈通电,使其为带旋转变压器的轴提供准确的角度位置信息。

生产设备设计师Andreas Willerer负责LTN的改造项目。自项目之初就已明确:只有原有的旋转变压器绕线机得到全面升级,该项目才有价值,也才算成功。“我们不追求表面效果,我们需要改造后的绕线机能适应未来的要求。”为此,工程师们对第一台需要改造的绕线机进行彻底的重建,采用新传动系统、新伺服电机取代了老旧的直流电机、新变速箱、新控制电路和海德汉EnDat串行接口的全新多圈绝对式编码器。“我们希望知道可能的情况和如何改造其它绕线机。毕竟,公司还有6台需要改造的绕线机。”不容忽视的另一个问题是控制系统…

绕线本身与5轴加工没有实质区别。尽管没有刀具进行材料切削;只是绕线针将铜丝绕在定子绕线铁芯上。

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需求是方向

旋转变压器绕线机没有专用的控制系统。然而,可以调整广泛用于自动化解决方案的大量控制系统,使其适用于该应用的要求。为确定正确的控制系统,Andreas Willerer首先拟定了一份需求明细。“包括线圈和喂丝的5轴运动控制以及3D图形仿真,在进行生产前进行有意义的预览。”由于Andreas Willerer还负责LTN的铣床机械生产,他开始思考。这些关键要求也是铣床上使用的海德汉TNC数控系统的两项基本功能。但将铣削数控系统用在旋转变压器的绕线机上真的可行吗?

为确定可行性,Andreas Wilerer咨询机械生产部门的海德汉数控系统用户。“我主要想知道他们用数控系统进行所需的运动顺序编程的看法。”令他吃惊的是,他的同事认可他的设想:“实际上,绕线与5轴加工没什么不同。尽管没有刀具进行材料切削;只是绕线针将铜丝绕在定子绕线铁芯上。”

海德汉的NC编程服务热线为LTN设备改造人员提供了莫大帮助。根据绕线机的特点,他们对数控系统的运动特性进行了个性化和必要的调整。Andreas Willerer解释说:“运动特性中含A轴和C轴旋转轴,但仅需考虑C轴的运动控制”。“A轴执行转子的旋转运动,C轴单独负责补偿运动,这样就能满足我们的运动控制要求。”

还有其它选择铣削数控系统的理由吗?Andreas Willerer介绍控制系统非比寻常的选择过程时说:“其中的关键是我们公司熟悉TNC数控系统的机械加工同事的确认,Klarex对话式编程可直接用于绕线生产编程,我们公司已拥有程序编程的丰富经验”。

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简化编程和更多优势

合作开发了Klartext对话式程序,现在只需输入不同的铁芯参数,就能调整程序,使程序适用于不同的绕组,且无需改变编程系统。当需要调整Klartext对话式程序时,现在都在TNC 620上由旋转变压器生产部门的员工直接修改程序,无需机械生产部门同事的帮助。

2018年5月中旬以来,第一台改造后的绕线机一直高效地工作。改造只用了四周的时间。在改造前用了几乎6个月的时间进行基础设计和制定实施规划。远超期待:

现在,高效率的电机加快了生产速度。绕组的生产时间已缩短约30%。

由于电机采用绝对式旋转编码器,因此,现在可以随时停止和继续执行绕线程序。尽管速度更快,但TNC 620稳定的运动控制质量已实现稳定和高速的绕线速度,因此也能确保铜丝稳定的张力。减少断丝导致的废品。最初曾考虑价格昂贵的铜丝张力控制系统,现已无需使用。手轮很快让旋转变压器生产部门的员工爱不释手。用手轮可将导线器准确地定位在线圈的前端,大幅简化设置操作。

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(海德汉)

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